三维大地形模型的生成与管理方法研究

系统仿真学报Vol. 17 No. 2

JOURNAL OF SYSTEM SIMULATION Feb. 2005?388?

三维大地形模型的生成与管理方法研究

张恒，张茂军，刘少华

（国防科技大学五院多媒体研发中心, 湖南长沙 410073）

摘要：以虚拟战场环境为背景，针对大地形可视化中的特殊要求，介绍了三维大地形模型的生成

方法和步骤，阐述了地理数据格式的转化方法和人文特征的读取方法与显示途径。实验结果证明该

方法可以有效地应用于三维大地形模型的生成与管理，并为最终建立大范围的虚拟战场环境提供基

础。

关键词：大地形模型; 地形转换; 人文特征显示; 虚拟战场环境

文章编号：1004-731X (2005) 02-0388-04 中图分类号：TP391.9 文献标识码：A Research on Generating and Managing 3D Large T errain Model

ZHANG Heng, ZHANG Mao-jun, LIU Shao-hua

（Multimedia Research and Development Center, 5th College, NUDT, Changsha Hunan 410073, China）Abstract: It is introduced the methods and steps for generating the large scale terrain models under the context of virtual battlefield environments. And the methods for transforming the geographic data format and reading and presenting the civil feature data are discussed as well. The experimental results show that the methods we presented are efficient to create and manage a 3D large terrain model. So these methods can provide the foundations for constructing the virtual battlefield environments.

Keywords: large scale terrain; terrain conversion; culture feature display; virtual battlefield environment

引言

虚拟战场环境已成为虚拟现实技术的一个重要研究方向。其中三维大地形模型的生成和有效管理是虚拟战场环境的重要基础，并且随着计算机技术、三维图形技术与遥感技术的快速发展，利用数字地面模型（DTM）或数字高程模型（DEM），结合高清晰度卫星或航拍照片生成某区域的三维地形模型的方法，得到用户的充分肯定，已成功应用于战场模拟、地理信息系统、地形分析、铁路公路建设、气象数据可视化等众多领域。

三维大地形模型的生成与管理技术主要涉及到地形多分辨率表示、海量地形数据和纹理数据的分页管理、地形和纹理数据的LOD控制、地形和纹理数据的快速存取和更新等关键技术。尽管前人已做了很多这方面的工作，但真正实用且适合大范围三维地形的构建及其实时渲染的算法还不多。人文特征数据在地理信息系统（GIS）中使用比较广泛，数据也比较丰富，但主要还是集中二维的符号表达方式上，与三维大地形的结合还没有形成一个有效的方法和统一的过程。

另一方面，随着计算机硬件和软件水平的不断提高，人们对三维地形的真实性要求也越来越高。除了利用光照技术

收稿日期：2004-02-24 修回日期：2004-05-30

基金项目：国家自然科学基金资助项目（69905004）

作者简介：张恒(1979-), 男, 辽宁人, 硕士生, 研究方向为多媒体与虚拟现实；张茂军(1972-), 男, 教授, 博导, 研究方向为虚拟现实系统、虚拟仿真、先进训练系统等; 刘少华(1983-), 男, 河南人, 硕士生, 研究方向为多媒体与虚拟现实。使三维地形有明暗显示外，通常为了提高三维地形的真实性，还可以添加图像纹理(如叠加卫星照片、彩色地形图等)、分形纹理(利用分形产生植被和水系等)和叠加地表地物(道路、河流、建筑物等)。本文着眼于构建真实感虚拟战场环境的需要，以Multigen公司的Creator软件为主要平台，研究了构建三维大地形模型的一般方法与步骤，并结合一个具体的项目，介绍了我们构建其三维大地形模型中选用的一些技术，以及得出的一些成功的经验。

1 构建三维大地形模型的过程

三维大地形模型直接为虚拟战场环境视景仿真服务。然而，仿真的应用目的直接决定三维大地形模型所需的精细程度[9]。“如果仿真应用系统的侧重点在于作战方案评估，则作战模型及其数据的合理性就至关重要，不能有较大的偏差，否则就得不出正确的作战方案结论。但与指挥过程相关的模型可以适当简化。如果仿真应用系统的重点在于训练，则模型及其数据相对合理即可，因为训练的重点在指挥的过程”[9]。不同的训练用途也决定不同的模型精细程度要求。比如：用于训练飞行员的仿真应用系统与用于训练坦克的仿真应用系统相比，对模型的精细程度与侧重点要求都有比较大的差异。为此，我们在构建三维地形模型之前，需要做的第一件事情便是进行仿真目的分析，得出仿真模型的应用需求。并由此选择合适的模型精细程度，以便以最小的代价，最大程度地满足用户的需求。

图1

显示了三维大地形模型构建过程的UML表示，具

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体过程描述为：

①确定仿真需求：首先要根据应用的场合和目标，来

确定需要采用的硬件和软件，以及预期达到的效果等。

收集数据：收集仿真中需要的数据，包括地形数据、

人文特征数据、纹理数据等。如果数据符合本应用的格式要

求，则直接转入④；若数据不符合要求，则进入③。

③数据转换：对与系统不匹配的数据进行转换，完成

后转入④。

④建立测试地形：要先以高程数据为基础建立一个小

型的测试地形数据库，然后在这个小型地形数据库上对

LOD等一些功能进行测试来检查错误，以及寻找解决方法。

同时最好也要对这个小型地形数据库进行实时运行测试，确

认这个系统是否能够流畅运行，是否有瑕疵和纰漏。若未达

到要求，返回到④，重复执行的操作，直至达到要求为止。

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是UTM分带代码，如果采用地理坐标项的参数为0，经过对原始文件的计算，我们得出这个地区UTM代码是56；529-534字节是平面参考坐标系单位代码，0代表弧度、1代表英尺、2代表米、3是秒，根据实际情况我们改成2；535-540字节是高程坐标单位，1表示英尺、2代表米，一般选择2；889-890字节是高程基准，1代表局域平均海平面、2代表国家高程测量基准1929（NGVD 29）、3代表北美垂直基准（NAVD88），这里选择1。

DEM文件中，1-40字节是文件名字段；41-80是自由格式文字字段，有关数字化过程的有用信息，例如仪器、扫描孔径等，也可以进行修改；还有其他的一些字段也可以根据 USGS DEM文件格式标准进行相应的改动。通过以上修正，我们得到了Creator可以解释的DEM文件，它的文件头如图3所示。

图2原始的DEM文件头

图3 修改后的DEM文件头

(2) 人文特征数据的读取

本项目使用的是ArcGIS的ShapeFile Read/Write 控件，这个控件可以像操控数据库一样管理SHAPE格式的地理数据文件，读取和创建向量数据以及相关属性的记录。它的功能非常强大，对文件中的各种信息以及信息的属性可以读取和修改，如地点的坐标和说明、实物的特征、桥和重点设施的标注等。使用的时候要先将这个控件导入程序中，然后根据它提供的函数进行数据的管理，如GetShapeField() 函数可以获得文件中的指定属性，RecordCount可以获得记录的数目，GetVertices()函数可以获得当前记录的向量，GetX_Cord可以获得当前记录的X坐标等等。该方法对人文特征数据的读取和管理可以做到快速准确，而且扩展性好。

2.3 建立地形数据库

将数字高程原始数据转换成DED后，需要用Creator提供的工具Terrain Studio将DED数据转化为OpenFlight格式的.flt 文件。考虑到控制场景复杂度和加快图形绘制速度，Creator 在格式转换过程中除了提供不同层次细节的模型(Level of Detail，LOD)，还提供了分块存储的处理方法。在地形格式转换时，Creator提供了Polymesh，Delaunay，CA T和TCT四种算法。当一个地形很大，计算机读取数据和显示数据延迟太长的时候，分块存储机制允许将该地形分割为若干个小地形进行处理和管理，减少对机器硬件的需求。分块的大小和多少要根据计算机的处理能力和地形的复杂程度来确定。

另外，还需要考虑地形转换算法的选择。算法的选择根据地形仿真运行的硬件性能来决定的。要考虑的因素包括处理速度、所支持的边界匹配类型、三角条带的能力、多边形数量的限制以及是否兼容二叉分类BSP。Polymesh算法是通过从高程网格中采样来生成统一的直线网格面。Polymesh 生成的三角条带好，创建LOD没有固定的数量限制，但是可能会嵌入平面区域，LOD之间可能产生边缘缝隙并且没有误差检测。Delaunay算法特别适合于使用Ｚ缓存的硬件，因为它允许用户控制多边形的数量，通过在崎岖的地形区域，生成较多多边形和在平缓区域生成较少多边形的方法，来实现最大的地形精度。要生成连续自适应的地形，最好选择CAT算法，它允许地形从一个LOD平滑地变形过渡到另外一个LOD，但只能运行在SGI IRIX以上的图形系统，因为该算法很耗费CPU。如果要处理地形特征数据(道路、河流等)，采用TCT算法较好。根据本项目的需求，我们采用了Polymesh算法，根据前面的估算和实际的实验，还要对大地形进行分块处理，一般地，一块地形控制在1平方公里的大小，而且每块的多边形不超过2万个，保证运行流畅。

通过以上几方面的设置和处理，我们就可以得到一个OpenFlight格式的地形数据库了。

2.4 添加纹理与人文特征

地形再现只能表现出地势起伏和高度的变化，为了使地形更真实，就需要添加纹理和人文特征数据。本项目采用的是遥感图片，图片有500M大小，所以不能直接导入，必须对其进行分割处理。分割后的纹理大小最好是Multigen Creator支持较好的2的幂次方。Creator提供了一个专门的

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图像分割工具mosaic 可以用它进行纹理的编辑，以及坐标的设置操作。

我们采用实时读取的方法加入人文特征。因为这样灵活性大，可以实时的对自己感兴趣的数据进行处理和调度。前面已说明读取人文特征的过程和方法，这里阐述一下如何渲染人文特征信息，这个工作主要使用OpenGL 来进行的。使用ArcGIS 控件将人文特征读进程序之后，根据特定的数据类型进行相应的处理。本项目是对地名进行渲染，也就是显示文字信息，我们使用OpenGL 编写一个函数ShowTerrainMessage (char text , double x , double y , double z )，

当有信息需要渲染的时候，程序调用该函数同时给出要渲染的文字信息、坐标、高度，在运行界面就会显示出地名信息，其他的数据也是类似的方法进行处理。

2.5 实验结果

经过以上处理，我们就把地形建立起来了，下面的工作就是对这个地形进行测试调整和优化。比如如果地形太粗糙，可以增加多边形的数量，如对纹理进行校正，对shp 文件坐标进行转换，对LOD 进行测试，如果运行不够流畅，可以减少三角形数量，减小分块大小。图4是地形经过优化和测试后在Vega 驱动下的运行状况。

(a) 没加纹理的地形网格 (b) 加入纹理后的地形 (c) 加入一些人文特征后的地形

图4 实验结果

3 结论

本文提出并分析了三维大地形模型生成的一般方法和步骤，该方法具有高效、简洁、针对性强等特点。在开发过程中使用该方法，可以规范项目开发进度，对项目的管理和进程的把握提供可靠的依据。文中还详细说明了采用Multigen Creator 软件生成与管理三维地形模型的方法，且展示了一个虚拟战场环境中三维大地形模型的实验结果，该地形具有逼真程度高、仿真性能好等优势，可以为系统的进一步开发和应用打下良好的基础。

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（上接第387页）

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基于openGL的三维地形场景的生成

1、背景介绍 (3) 2、openGL中地形动态显示 (3) 3、程序的主要功能 (4) 3.1 三维地形的生成 (4) 3.2 天空盒的生成 (8) 3.3 树的生成 (9) 3.4 ３ＤＳ模型的读入 (11) 3.5 键盘交互实现漫游 (11) 3.6汉字的显示 (12) 4、总结 (13) 4.1 项目总结 (13) 4.2 小组成员分工 (14) 参考文献 (15)

1、背景介绍地形是自然界最复杂的景物之一，对其三维显示和漫游一直是计算机图形学、地理信息系统、数字摄影测量和遥感研究的热点之一。但由于受地形结构复杂，数据量大等条件的制约，要实时模拟具有真实感的大范围三维地形，最大的难点是，如何精简并有效地组织地形数据，以达到高速度、高精确度的可视化目的。 openGL是开放式图形工业标准，是绘制高度真实感三维图形，实现交互式视景仿真和虚拟现实的高性能开发软件包。利用openGL进行地形动态显示的基本框架如图1所示：图1 openGL地形现实基本框架 2、openGL中地形动态显示利用openGL进行地形的三维可视化，包含以下几个步骤：（1）openG L模型映射：利用openGL 制作三维立体地形图，就要将数字地面模型格网用openGL提供的点，线，多边形等建模原语描述为openGL图形函数所识别。（2）遥感图像与地形融合：openGL提供两类纹理：一类纹理图像的大小必须是几何级数；另一类Mipmaps 纹理可为任意大小。在Mipmaps纹理映射的基础上，可将遥感图像与地形融合。在遥感影像与数字地形相套合时，地形与遥感影像的配准是关键。为了获取更好的视觉效果，配准方案可采取数字地形向遥感图像配准，通过控制点，建立匹配方程，将数字地形由大地坐标系转到影像坐标系中。（3）观察路线设置与视点计算：为了达到三维交互控制的目的，可在正射的遥感数字影像上任意选择观察路线，对路线上的采样点记录其平面坐标，根据采样点的平面位置从DEM 中采用一定的插值方法，确定观察路线上采样点的高程和平面坐标，当采用Fly-through方式观察时，观察路线上每个视点的高度可由观察点地面高程加上飞行高度确定当采用walk-through方式观察时观察路线上每个视点的高度可由观察点地面高程加上

三维建模方案分析

三维建模方案及报价 1 矢量数据生成建模管线在已知边界坐标等参数情况下，可直接构造模型。按照一定的顺序剖分为三角网，保证其法向量向外；平面则通过边界多边形的三角剖分来构造，保证其法向量向上。基准高通过查询属性数据得到。若模型结构相似，可复制相关属性建模，勾勒轮廓线，基本忽略细节，贴仿真纹理，即该类型管线的通用纹理，不追求与真实情况完全一致。 2 软件建模软件建模即人工外业采集拍照，内业通过一些模型制作软件（如：3dsmax、maya 等），以多方面数据为依据（如：照片、图纸等），手工建立模型数据。这种数据的特点是模型结构准确，外观美观；可以根据应用精度来自用控制模型的数据量；可维护性比较高。但制作的周期比较长。比较适合高精度、高美观度、密集度较低的场合使用。

1）获取准确的位置及外观数据首先，将管线外轮廓线提取出来，并进行整理。以确定管线的真实地理位置和大致外形轮廓。 2）将数据转换为模型制作软件的可用数据。将数据转换为模型制作软件可以识别的格式，如：AutoCAD的dwg和dxf 格式；并导入到模型制作软件中。 3）在模型制作软件中建立模型结构。三维模型的搭建主要是指手工建模的部分，建模之前根据现有采集的，经过整理和编号的照片，以及甲方提供的资料（如cad 等），对建筑的级别进行划分，针对每个级别进行不同精度的模型搭建。依据模型的外轮廓线建立模型的大体结构。然后参考照片和结构图，分别建立管线的各个结构。基本上分为三个等级：一级模型：0.5 米以上的凹凸特征要建模表现。二级模型： 1 米以上的凹凸特征要建模表现。三级模型：1.5 米以上凹凸特征要建模表现。每个级别有相应的精度和规范，总体概括为：模型结构特征准确，能够通过该特征明显辨认，模型制作要求和注意事项有专门的制作规范。 4）制作贴图为模型制作纹理，必须依据模型的结构调整贴图的尺寸。不同的模型精度要求，所对应的贴图尺寸也有所不同。在保证贴图的清晰度的前提下将制作好的贴图尽量合并，以减少贴图加载数

三维建模方案分析

1矢量数据生成建模建筑物可以看作屋顶面和各个铅直外墙面的组成。在已知区域边界坐标和房屋高的参数下，可直接构造房屋的铅直外墙面，并按照一定的顺序剖分为三角网，保证其法向量向外；屋顶平面则通过边界多边形的三角剖分来构造，保证其法向量向上。房屋的基准高通过查询DEM地形数据得到。要求模型（含建筑、道路和高架桥等）结构相似，可从地形图上直接提取相关属性建模，勾勒轮廓线，基本忽略细节，贴仿真纹理，即该类型建筑的通用纹理，不追求与真实情况完全一致。 2软件建模软件建模就是人工外业采集拍照，内业通过一些模型制作软件（如：3dsmax、maya等），以多方面数据为依据（如：照片、图纸等），手工建立模型数据。这种数据的特点是模型结构准确，外观美观；可以根据应用精度来自用控制模型的数据量；可维护性比较高。但制作的周期比较长。比较适合高精度、高美观度、密集度较低的场合使用。 1）获取准确的建筑位置及外观数据首先，将地形图中的建筑外轮廓线提取出来，并进行整理。以确定建筑的真实地理位置和大致外形轮廓。 2）将数据转换为模型制作软件的可用数据。将数据转换为模型制作软件可以识别的格式，如：AutoCAD的dwg和dxf 格式；并导入到模型制作软件中。

3）在模型制作软件中建立模型结构。三维模型的搭建主要是指手工建模的部分，建模之前根据现有采集的，经过整理和编号的照片，以及甲方提供的资料（如cad，航拍影像等），对建筑的级别进行划分，针对每个级别进行不同精度的模型搭建。依据模型的外轮廓线建立模型的大体结构。然后参考照片和建筑的结构图，分别建立建筑的各个结构。基本上分为三个等级：一级模型：0.5米以上的凹凸特征要建模表现，这类建筑主要是指重点区域，城市主干道两侧建筑、一些经济、文化、体育，大型公建和知名历史意义的重点建筑或建筑群，(例：大型体育场馆、大剧院、会展中心、规划馆博物馆、展览馆、机场、五星级以上宾馆酒店、具有城市代表性建筑、重要古建）。二级模型：1米以上的凹凸特征要建模表现，这类建筑主要是城市次干道两侧建筑、地块内部建筑（例如一些新建高档小区，学校，宾馆、酒店等）。三级模型：1.5米以上凹凸特征要建模表现，这类建筑主要指城市边缘地区建筑，农村住房、城中村、棚户区、低层老旧住宅、待拆迁住宅、平房、禁区建筑等。每个级别有相应的精度和规范，总体概括为：模型结构特征准确，能够通过该特征明显辨认，模型制作要求和注意事项有专门的制作规范。 4）制作贴图为模型制作纹理，必须依据模型的结构调整贴图的尺寸。不同的模型精度要求，所对应的贴图尺寸也有所不同。

利用Smart3D建模软件生成三维地形过程精编版

利用Smart3D建模软件生成三维地形过程本篇经验将和大家介绍以一组无人机倾斜摄影照片为原始数据，通过Smart3D 建模软件，重建生成三维地形的过程，希望对大家的工作和学习有所帮助！工具/原料 ?包括Smart3D建模软件 ?一组垂直拍摄而且多角度、重叠度满足重建要求的航片 ?航片对应的pos数据文件概况关于通过无人机航拍的照片，照片进行三维重建生产模型，一些情况下照片中是自带有GPS数据信息的，而另一些情况则是会导出一组无定位信息的照片和对应的pos数据文本。前者我们直接新建区块，把照片直接导入给软件跑出结果就ok了。那么，这次我们主要来谈论研究第二种情况，即照片和pos分开的情况。 END 区块导入表格的编辑区别于第一种情况我们需要编辑下导入区块的表格，我们将照片的文件路径、参考坐标系、传感器的基本信息等信息嵌入到这个表格里，通过它来实现对照片和pos信息数据的导入。后面的操作处理是跟直接导入照片的方法是没有差别的。首先，我们看到原始数据的文件夹如下图所示，包括一组照片和相应的pos 文件，如下图所示：

1. 2 可以看到，这个pos数据是以文本文档的形式存在，如下图所示： 3 而在导入区块的过程当中，我们需要导入Excel表格，那么，这时需要运用一定的办公软件的技巧将其转换为Excel表格，这个表格需要包含如下图的4个工作表，如下图所示： 4 结果如下图所示： 5 Photogroups工作表中，名称列需要与照片工作表的PhotogroupName一致，如下图所示：

6 Photos工作表的编辑结果，如下图所示： 2.7 控制点工作表中，由于无人机航拍的区域不是很大，且对于建模成果的精度没有设定范围，追求建成模型的速度，我们本次先不设控制点，很多朋友都是误把照片放到了这个工作表中，致使处理出现问题，需要注意一下。编辑结果，如下图所示： 8 Options工作表中，是坐标系和照片路径的信息，设置如下，如下图所示：

三维地形建模技术标准

上海勘测设计研究院企业标准 Q/SIDRI1XX.XX－2014 三维地形建模技术标准 XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施发布

目录前言 ......................................................................................................... I 1 总则 (1) 2 术语 (1) 3 工作环境 (1) 4 数学基础 (2) 5 原始地形图规定 (2) 6 建模规定 (3) 7 成果要求 (4) 8 交付与使用 (5)

前言本标准是参照SL1—2002《水利技术标准编写规定》进行制订，是我院企业技术标准编写的依据。本标准由上海勘测设计研究信息与数字工程中心提出。本标准主编部门：信息与数字工程中心本标准参与部门：勘测院本标准主要起草人：方毅本标准于2014年7月首次制定。

1 总则 1.0.1 目的为了落实公司的发展规划，推动三维协同设计的应用，提升公司信息化水平，为了保障三维地形建模工作的顺利进行，规范其建模流程，方便后续专业进行三维设计工作，以提高整个团队的工作效率，特制定本标准。 1.0.2 适用范围本标准适用于所有项目中三维地形模型的建立、应用和管理。 2 术语 2.0.1 DTM Digital Terrain Model，数字地面模型，本公司的三维地形建模就是指建立数字地面模型。 2.0.2 高程从某一基准面起算的地面点的高度，我国采用的是水准高程，即基准面为似大地水准面。 2.0.3 等高线指的是地形图上高程相等的各点所连成的闭合曲线。 3 工作环境 3.0.1 使用软件三维地形建模使用的软件主要是Mircrostation、GeoPak以及AutoCAD。 3.0.2 专业环境使用GeoPak建立DTM模型时，工作环境执行如下规定：

尝试制作真核细胞三维结构模型

“尝试制作真核细胞三维结构模型”的教学组织摘要模型构建活动是学生理解模型和领悟模型方法途径。通过教师充分的课前准备和课堂教学中的有效组织，学生以小组合作方式完成真核细胞的三维结构模型的制作、评价、修正完善、创意模型展示等活动，将抽象的真核细胞结构形象化，并将具有真实感和立体感的实物模型以简单而科学的形式呈现出来。而真核细胞结构概念图的构建则可以进一步让学生将具体化的模型抽象化，实现对真核细胞结构和功能认知过程中抽象化与具体化的辩证统一。关键词真核细胞模型教学组织理解模型和领悟模型方法是高中生物学课程标准的重要内容之一，而理解模型和领悟模型方法的重要途径是进行模型构建。“尝试制作真核细胞的三维结构模型”是学生在高中阶段生物学课程学习中的第1个模型建构活动，课标标准要求该活动必须做，且尽可能在课堂教学中完成。但是在实际教学中，课堂上安排该活动的教师不多。经调查，原因主要有：一是认为教学任务太重，模型建构活动太费时；二是认为学生人数太多，活动难以组织开展，且所需材料缺乏；所以即使是安排了模型构建，也是课后由学生自主构建，没有发挥模型构建应有的教育价值。本文根据教学实践，探讨如何解决时间、材料等问题，在课堂有限的时间里有效地组织真核细胞的模型建构活动，充分发挥模型构建活动的价值。 1 准备工作课堂模型构建教学的成败关键在于课堂教学的组织，而课前的充分准备是有效课堂教学的前提。 1.1 学情分析学生对真核细胞的结构和功能已有所了解，但在光学显微镜下，大部分细胞结构观察不到，学生缺乏感性认识，不能很好地理解细胞是一个有机的统一整体，各部分结构相互联系和协调。本活动不仅能让学生体验模型构建的方法，更重要的是在模型构建过程中进一步探究细胞的结构和功能，把握细胞结构的完整性及与其功能相适应的结构特点。学生第1 次进行过模型制作活动，对模型及模型方法不清楚，需要在教师的引导下完成。 1.2 制定教学目标 1）知识目标更好地构建核心概念即细胞作为最基本的生命系统，有细胞膜作为边界将细胞与外界隔离，细胞内部的各种结构协调配合，使细胞具有各种各样的功能。 2）能力目标运用所学知识，设计并制作真核细胞三维结构模型；根据所制作的模型构建真核细胞结构概念图。情感态度价值观目标体验“模型法”在生物学研究中的作用；体验小组合作学习时的快乐等。 1.3 学生分组，并准备模型构建材料建议4-6人一组，选出组长，以自愿组合为前提，教师可以给予帮助和调整。在寻找、选择材料时，学生会将课本知识与实际生活相联系，不仅深入思考细胞的各结构及其功能特

地形三维建模

实验三地形三维建模实验内容： 1、以实测高程点为基础数据，在Cass中制作地形三维模型。 2、以实测等高线为基础数据，在ArcGIS中制作地形三维模型。主要操作步骤： 1、获取实测高程点的坐标文件数据。（*.dat） 1）使用全站仪、棱镜等测量设备，在指定区域内实测若干高程点，并记录每个高程点的平面坐标及高程。注意：测量高程点时，每个点的间距在5米左右，均匀覆盖所测区域，测站时量测仪器高、棱镜高，输入测站点高程值。高程点数不少于60个。在测高程点的同时，兼顾地物的测量。线性地物数（道路、陡坎、沟渠）不少于5个。 2）实测结束后，将数据转换成Cass坐标文件（*.dat）在这里以CQSJ.dat数据文件为例 2、在Cass软件将高程点进行展绘，绘制成等高线。将绘制完成的数据保存为DGX.dwg。（本讲义以CQSJ.dat数据为例） 1）打开Cass，导入CQSJ.dat中的高程点选择“绘图处理—》展高程点”菜单，依次输入绘图比例尺“1:500”，高程点的间距“1”米，即可展绘文件中的高程点。

选择“等高线—》建立DTM”菜单，构建三角网。

再选择“等高线—》绘制等高线”菜单，生成等高线

再选择“等高线—》删三角网”，删去三角网。

3）修饰等高线在图上标注相应等高线的高程值 4）绘制其他地物（道路、陡坎、沟渠等）注意：线性地物穿过等高线时，等高线要断开。 5）完成后，保存为DGX.dwg文件。 3、在Cass中进行地形三维建模使用“等高线—》三维模型—》绘制三维模型”菜单，选择高程点数据文件CQSJ.DAT。依次输入高程乘系数（默认是1.0，此值是高程值的缩放比例，如果高程值的变化不大，可适当输入较大的系数，三维地形的起伏将比较明显，本例中输入5），输入网格间距（默认是8.0，绘制网格的大小，可根据需要进行调整），选择进行拟合。即可看到地形的三维模型，由于此处的高程乘系数为5，地形起伏得到放大，显得比较明显。

生物三维模型制作方案

芸芸众生，物尽其用第二届“生物三维模型制作比赛”策划方案一、活动主题：芸芸众生，物尽其用。二、活动背景高一学生本阶段正好学习“细胞的基本结构”，学生对细胞的结构有了一定的了解，但印象还不深，而且细胞如此微观的结构学生不能有很直观的感受，因此还需其他方法巩固该知识点。生物三维模型制作作为一种现代科学认识手段和思维方法，所提供的观念和印象，不仅是学生获取知识的条件，而且是学生认知结构的重要组成部分，在生物教学中有着广泛的应用价值和意义。因此我们策划此次的生物三维模型的制作活动，让同学们动手来制作生物结构或细胞的模型，来达到巩固知识的目的，同时也锻炼同学们的动手能力、创新思维、团队合作能力，寓教于乐，提高学生学习生物的兴趣，丰富大家的生活。三、活动目的 1、尝试制作生物三维结构模型，如原核细胞、真核细胞、细胞核、细胞膜、细胞器、DNA、人体器官等。 2、加深学生对所学知识的理解应用能力。 3、培养学生的动手操作能力和团队合作精神，启发学生的想象，充分发挥他们的自主创造力。四、活动对象：全校所有学生，作品交到敦品楼二楼东生物办公室。五、活动时间： 2017年11月22日至11月月假收假后的周一中午截止。六、指导教师:各班生物老师和班主任七、活动地点：各班班级或寝室。八、组织评奖： ①、本次模型制作比赛设特等奖：1个一等奖：3个二等奖：6个三等奖：8 名个 ②评分、点评人员：全体生物老师。评奖时间：11月月假收假后的周一下午。评奖地点：敦品楼二楼东生物办公室。获奖作品拍照：张玲。 ③统计结果及联系广告公司做展板：方博 ④奖品、证书购买：李耶莉周丽丽 ⑤证书打印：刘婕 ⑥颁奖仪式：联系张虎主任确定颁奖人员和颁奖时间彭美英 ⑦活动总结并将活动资料发表在校微信公众号上。彭美英九、前期准备 1、活动前的辅导生物实物模型必须严格遵守科学性。故老师在实验前必须将关于真核细胞的知识系统地复习一遍，向学生强调必须认真理解细胞的结构特征，模型的大小比例要合适。 2、材料准备（学生自备）以小组或个人的形式进行实验，一组不超过2人 3、全校动员学生参与活动，让学生了解活动，制作宣传海报三张（张贴于校园醒目处及食堂）李萌 (时间：11月21-23日) 4、活动预算：海报制作展板制作奖品证书购买购买者路费王柳婷十、模型制作示例方案一（橡皮泥制作法）：

三维大地形模型的生成与管理方法研究

系统仿真学报Vol. 17 No. 2 JOURNAL OF SYSTEM SIMULATION Feb. 2005?388? 三维大地形模型的生成与管理方法研究张恒，张茂军，刘少华（国防科技大学五院多媒体研发中心, 湖南长沙 410073）摘要：以虚拟战场环境为背景，针对大地形可视化中的特殊要求，介绍了三维大地形模型的生成方法和步骤，阐述了地理数据格式的转化方法和人文特征的读取方法与显示途径。实验结果证明该方法可以有效地应用于三维大地形模型的生成与管理，并为最终建立大范围的虚拟战场环境提供基础。关键词：大地形模型; 地形转换; 人文特征显示; 虚拟战场环境文章编号：1004-731X (2005) 02-0388-04 中图分类号：TP391.9 文献标识码：A Research on Generating and Managing 3D Large T errain Model ZHANG Heng, ZHANG Mao-jun, LIU Shao-hua （Multimedia Research and Development Center, 5th College, NUDT, Changsha Hunan 410073, China）Abstract: It is introduced the methods and steps for generating the large scale terrain models under the context of virtual battlefield environments. And the methods for transforming the geographic data format and reading and presenting the civil feature data are discussed as well. The experimental results show that the methods we presented are efficient to create and manage a 3D large terrain model. So these methods can provide the foundations for constructing the virtual battlefield environments. Keywords: large scale terrain; terrain conversion; culture feature display; virtual battlefield environment 引言虚拟战场环境已成为虚拟现实技术的一个重要研究方向。其中三维大地形模型的生成和有效管理是虚拟战场环境的重要基础，并且随着计算机技术、三维图形技术与遥感技术的快速发展，利用数字地面模型（DTM）或数字高程模型（DEM），结合高清晰度卫星或航拍照片生成某区域的三维地形模型的方法，得到用户的充分肯定，已成功应用于战场模拟、地理信息系统、地形分析、铁路公路建设、气象数据可视化等众多领域。三维大地形模型的生成与管理技术主要涉及到地形多分辨率表示、海量地形数据和纹理数据的分页管理、地形和纹理数据的LOD控制、地形和纹理数据的快速存取和更新等关键技术。尽管前人已做了很多这方面的工作，但真正实用且适合大范围三维地形的构建及其实时渲染的算法还不多。人文特征数据在地理信息系统（GIS）中使用比较广泛，数据也比较丰富，但主要还是集中二维的符号表达方式上，与三维大地形的结合还没有形成一个有效的方法和统一的过程。另一方面，随着计算机硬件和软件水平的不断提高，人们对三维地形的真实性要求也越来越高。除了利用光照技术收稿日期：2004-02-24 修回日期：2004-05-30 基金项目：国家自然科学基金资助项目（69905004）作者简介：张恒(1979-), 男, 辽宁人, 硕士生, 研究方向为多媒体与虚拟现实；张茂军(1972-), 男, 教授, 博导, 研究方向为虚拟现实系统、虚拟仿真、先进训练系统等; 刘少华(1983-), 男, 河南人, 硕士生, 研究方向为多媒体与虚拟现实。使三维地形有明暗显示外，通常为了提高三维地形的真实性，还可以添加图像纹理(如叠加卫星照片、彩色地形图等)、分形纹理(利用分形产生植被和水系等)和叠加地表地物(道路、河流、建筑物等)。本文着眼于构建真实感虚拟战场环境的需要，以Multigen公司的Creator软件为主要平台，研究了构建三维大地形模型的一般方法与步骤，并结合一个具体的项目，介绍了我们构建其三维大地形模型中选用的一些技术，以及得出的一些成功的经验。 1 构建三维大地形模型的过程三维大地形模型直接为虚拟战场环境视景仿真服务。然而，仿真的应用目的直接决定三维大地形模型所需的精细程度[9]。“如果仿真应用系统的侧重点在于作战方案评估，则作战模型及其数据的合理性就至关重要，不能有较大的偏差，否则就得不出正确的作战方案结论。但与指挥过程相关的模型可以适当简化。如果仿真应用系统的重点在于训练，则模型及其数据相对合理即可，因为训练的重点在指挥的过程”[9]。不同的训练用途也决定不同的模型精细程度要求。比如：用于训练飞行员的仿真应用系统与用于训练坦克的仿真应用系统相比，对模型的精细程度与侧重点要求都有比较大的差异。为此，我们在构建三维地形模型之前，需要做的第一件事情便是进行仿真目的分析，得出仿真模型的应用需求。并由此选择合适的模型精细程度，以便以最小的代价，最大程度地满足用户的需求。图1 显示了三维大地形模型构建过程的UML表示，具

如何使用3DMax制作三维地形

如何使用3DMax制作三维地形 1.概述水经注软件除了可以轻松下载无水印Google Earth卫星影像、有明确拍摄日期的历史影像、地方高清天地图、百度高德大字体打印地图，按1万/5千等国家标准图幅下载，对百度坐标与火星坐标进行纠偏；下载陆地及海洋高程、STRM高程、提取10米等高线等深线、CASS高程点之外，还可以将下载的高程数据进行拓展运用。这里，我们以制作3DMax三维地形为例，讲解一下如何制作三维地形模型。 2.下载高程数据在万能地图下载器中，将地图切换到高程地图，在菜单栏上点击“下载\框选范围下载”框选上需要下载的范围，如下图所示。框选下载范围双击后，在显示的“新建任务”对话框中选择下载级别为15级，如下图所示。

新建任务点击“导出设置”，在显示的导出设置对话框内，坐标投影选择WGS84 UTM投影，点击确定后开始下载，如下图。

导出设置 3.下载卫星影像在导出的高程DEM文件夹内有一个kml文件，可以加载该kml文件下载同范围的卫星影像，由于范围比较大，考虑到效率问题，这里下载17级，如下图所示。

下载影像同样还是点击导出设置，在显示的导出设置对话框内，保存选项选择GeoJPG，坐标投影选择WGS84 UTM投影，点击确定后导出备用，如下图所示。

导出设置 4.制作DEM数据将下载的高程数据加载到Global Mapper内，点击“文件\输出\输出海拔网格格式”，如下图所示。

在显示的选择输出格式对话框内，选择输出格式为DEM，如下图所示。选择输出格式 5.制作三维模型打开3DMax，点击左上角的按钮，选择导入，如下图所示。

地形模型设计

一、制作底盘底盘是用以承受地形模型的。一般要将一张复制的底图裱贴在底盘上，粘贴材料可用稀虫胶溶液（比例∶10克虫胶溶于1升酒精）或一般胶水。底盘材料的选择要视堆塑模型材料的轻重而定，可用木板、三夹板、纤维板、塑料板或马粪纸等，以力求兼顾坚固而又轻便为好。用一层或数层马粪纸粘合制成的底盘最轻，但承重差，且不能在上面堆塑湿的材料。塑料板也较轻，但若过薄则易变形。模型的底盘应具有边框。一般边框的高度以略高于地形最大垂直高度即可。但模型四周断面要显示地质构造和地层的，边框就宜矮。大型模型的底盘与边框应用活动螺丝来衔接，以便必要时拆卸。需要显示地形模型某一剖面的地质构造特征时，可以将模型制成对接的2块乃至3块，相应的底盘也是2块或3块。只是此时的底盘可做成双层套叠的，分底盘置于一块大的整底盘之中。二、堆砌高度堆砌高度的目的是堆制出地形模型的骨架，完成地形模型高低起伏的总体态势。堆砌高度的方法有以下几种： 1.剖面法先将底图画成若干正方形方格，方格的密度视模型精度要求而疏密不同。精度要求高的，方格密度要适当加大。对划分方格的纵横线要编号。然后，沿各纵横编号直线切制地形剖面，也将各剖面编号。切制的地形割面可直接绘在厚纸板上，也可转绘或贴在层板、塑料板、泡沫塑料板上，然后用剪刀或切刀将厚纸板地形剖面剪、切下来；层板则用钢丝锯；塑料板与泡沫塑料板除钢丝锯外，用电烙铁或用5-8V电源加热的电炉丝进行分割也很方便。最后，将各剖面按方格边长切出上下卡口，并依编号将它们卡接起来，用胶水粘在对应的底

盘方格上，地形模型的骨架就作成了。对于方格空隙的处理，可用泡沫塑料小碎块、粗锯末等填充。填充材料也可混和适量的胶水或石膏浆以增加牢固程度。 2.分层叠堆法此法是选择厚度均一的板状材料，运用复写纸将底图的各级等高线及其相邻的较高一级等高线分别描在板状材料上，加以编号；再沿等高线切割下来，成为保留有相邻较高一级等高线的、边沿曲折的一块块模板。最后，在底板所贴底图上，按编号由低到高，顺序将模板一层层分别对准下一层上画的等高线叠起来，每叠一层就用小钉钉固，或用胶水粘牢。最后就成为等高线鲜明的叠堆地形模型。叠堆法可以选用的材料很多。一般可用层板、厚纸板（马粪纸）、塑料板、吹塑纸、薄泡沫塑料板、有机玻璃等。不管用哪种材料，材料的厚度要与选用的垂直比例尺相配合。例如1∶50000的垂直比例尺，等高间距为100米，选用厚度为2毫米的吹塑纸作模型是适合的。但如等高间距不变，常难找到合适厚度的材料，这时最好的办法是使等高间距适合板状材料的厚度。在设计底图时，先考虑板状材料的厚度，选择适当的等高间距描出底图。例如，作为叠堆材料的有机玻璃板，如其厚度为5毫米，在制作垂直比例尺为1∶50000的地形模型时，底图的等高间距应为250米；在制作垂直比例尺为1∶800时，底图的等高间距应为4米。有时板状材料厚度过小，也可以双层或多层作一个等高间距。用吹塑纸制作叠堆模型，因材料厚度小，以制作大比例尺、地面起伏不大的地形模型为最佳。吹塑纸颜色则以绿色为好。吹塑纸也可以用来制造分层设色地形模型，只要选用的吹塑纸颜色与底图的分层设色相近就行了。吹塑纸质软，用剪刀剪、刀子切都很方便，是指导中学生制作叠堆的地形模型的好材料。用透明有机玻璃板制作叠堆地形模型成本最高，但它透明美观，布置一定的模底灯光后，看上去十分精彩，是展览、陈列中常用的一种地形模型。有机玻璃的粘接可先将粘接面打磨光平，用毛笔蘸上氯仿涂在需接处，对接压紧即可。

CAD三维实体地形建模在建设工程中的运用

CAD三维实体地形建模在建设工程中的运用摘要：针对三维建模中的不精确、反坡部分不好建模及施工隧道无法建模的情况，采用CASS软件和ZDM软件在CAD平台上建立原始地貌的三维实体模型，使得建立的模型达到既“可视”又“可算”的目的。将其应用于双沟水电工程的大坝工程量计算中，证明了该法具有准确、快捷和合理等优点。关键词：ZDM；CASS；三维实体建模 1、引言在传统的工程量计算中做法是：对于带状的开挖，采用剖面法，对于封闭区域的开挖采用网格法，进行计算。一般采用断面法计算，断面计算法在实际的断面布设过程中可能由于地形的变化布置断面的间距也不同，数量也不同，而且好要考虑设计断面的变化才能合理的布置断面，这一过程工作量较大，容易出现布置断面不合理。在国外软件中，很多均采用构造三维地形面模型，开挖体面模型，求解地形面模与开挖体面模的交集进行开挖计算。在国内水利水电行业采用三维实体计算工程的专门软件很少，但是计算工程量的软件确实很多，各自有着自己的优势，也有各自的不足，如果把各个软件的优势相结合起来，那么对我们计算工程量有着很大帮助。特别是利用原始地貌的三维实体建模的方法来计算工程量不仅准确而且直观。本文就以CASS和ZDM相结合在CAD平台上吉林省抚松县双沟水电站大坝进行三维实体建模证明了该法具有准确、快捷和合理等优点。 2、三维实体的建模过程本文介绍三维实体地形制作的步骤：首先利用CASS建立地形图；其次利用ZDM 软件生成三维实体地形，然后在用布儿运算来计算开挖或者填筑等工程量，具体步骤如下：2．1地形图的构建目前国内比较好的做地形图的软件是南方CASS软件，CASS软件做地形图比较灵活，特别是它利用地形线能很好的调整三角网与实际地形相符。在CASS中展点并处理所展的高程点，然后利用所展的高程点生成三角网，利用CASS的加入地形线的功能处理好三角网后生成地形图。如下图1：图1

建设项目方案三维模型制作要求

附件2：建设项目方案三维模型制作要求建设单位报审建设项目设计方案审查时，应同步提交项目三维模型电子文件（3DS MAX9.0或以下版本的*.max文件），具体要求如下。一、基本要求（一）模型应采用重庆市独立坐标系大地基准和1956年黄海高程系高程基准。（二）模型应带材质贴图且经过烘培，整体风格应与方案效果图一致，贴图为tif格式。（三）模型（特别是建构筑物）应真实反映项目布局、坐标、标高、高度、体量、外形，各项参数应与项目设计方案一致。二、模型精度项目设计方案模型按照建模深度分为简模和精模两种。（一）简模：简模建模内容包括项目基础地形、建构筑物及道路等内容。基础地形：项目建设用地范围内的基础地形应真实反映设计方案的地形地貌，地表纹理信息根据规划设计意图给定相应的材质。项目建设用地范围内外的地形模型应分开表达。建构筑物：建构筑物模型可根据建筑基底和建筑高度直接生

成平顶柱状模型，应表现出建筑物基本轮廓，模型面数应控制在500面以内，贴图可根据设计需要采用设计贴图材质、通用材质或单色图片材质进行。道路：道路模型应体现道路的位置、走向等基本内容，纹理应采用简单贴图。（二）精模：精模建模内容包括项目基础地形、建构筑物、道路、景观及附属设施等内容，具体要求如下：基础地形：项目建设用地范围内的基础地形三维模型应采用1:500地形图制作，模型应真实地反映设计方案的地形地貌，地表纹理信息根据规划设计意图给定相应的材质。项目建设用地范围内外的地形模型应分开表达。建构筑物：建构筑物模型应充分反映建筑物的主要结构和主要细节，表面突出大于或者等于0.5m 时应用模型来表现，小于0.5m 时可用贴图表现，宜一栋建筑一个单位，面数根据模型复杂程度控制在1500面以内（特殊情况可适当放宽面数限制，但最大不应超过3000面），面数多的模型应采用分辨率较高的贴图，但最大不应超过512×512。精模示意简模示意

制作等高线地形图模型

制作等高线地形图模型Last revision on 21 December 2020

制作等高线地形模型知识与技能：进一步了解等高线的知识，理解等高线地形图与等高线地形模型之间的关系。过程与方法：能够熟练运用一些工具（如橡皮泥），把枯燥，抽象的理论表现出来。情感、态度和价值观： 1 初步形成对地理的好奇心和学习地理的兴趣，初步养成求真、求实的科学态度和地理审美情趣。 2通过此次活动锻炼学生的团结合作精神和动手能力。一.导入今天这节课我们来讲讲有关等高线的知识，我们前面已经讲了等高线的概念，下面我想请一位同学给我们回忆等高线的概念。（学生答）回答很好，在我们学习地理知识过程中，这是一个难度比较大的知识点，是一个很抽象的概念，这节课我们亲自体验制作等高线地形图模型，好不好二．组织指导 1．介绍活动时所需的材料：橡皮泥，小木棍，小刀，剪刀，以及先绘制好的等高线地形图，并把全班同学分成11个小组。 2.讲解如何制作等高线地形模型。（见黑板）黑板板式： A．数一数等高线地形图中有多少条等高线。

B．将橡皮泥压成块状，每块厚1厘米，橡皮泥的块数和等高线的条数相同，大小和等高线地形图图幅大小相当。 C．在已经画好的等高线地形图上，用剪刀顺着最外面的等高线剪去图幅范围以外的部分。 D．将剪下的等高线地形图放置在橡皮泥块上，沿着纸的边缘将等高线画在橡皮泥块上，切去等高线外面的橡皮泥。 E．再沿着靠近外面的等高线剪纸片，把剪下的纸环放置在上一步中做好的橡皮泥块上，使纸环外圈和橡皮泥块的边缘吻合。 F．用剩下的地形图和新的橡皮泥块重复步骤. G..把第二块橡皮泥块叠放在第一块上，使它的边缘和第一块上的纸环内圈吻合。 H．重复D和G，直到把所有的橡皮泥块都叠放在一起。 3.提出这次活动课的要求。（要求在25分钟之内完成作品） 4．组织教学，强调纪律和安全（注意小刀和剪刀）三：合作体验同学们分组根据画好的等高线地形图动手制作模型。教师巡视。四：观护评点学生把制作好的模型呈放在讲台上，教师根据同学们的制作给予肯定的表扬，同时对于不足的地方也要提出来五：学生情感交流把印好的表发给每个同学，根据上面的问题作出回答，最后教师总结：通过此次活动，一方面对等高线的有关知识有了进一步了解和掌握，另一方面也

三维漫游模型制作规范说明

三维漫游模型制作规范说明一、建模准备工作 1.场景单位的统一 1)在虚拟项目制作过中，因为要和unity匹配，所以，在建模之初就要把显示单位和设置为米,系统单位设置为厘米。 2.工作路径及命名的统一：按模型要求文档来，模型贴图命名及路径不要过长二、建筑建模的要求及注意事项建筑建模工作包括模型细化处理、纹理处理和帖图，三者同时进行。帖图可用软件工具辅助完成。场景制作工具统一采用3dsmax版本不要超过2014。 1.建筑精度的认定及标准 1)一级精度建筑 1.哪些建筑需要按1级精度建模——地标建筑、层数>=18层的建筑、建筑面积>=20000m2的建筑、大型雕塑、文物保护单位、大型文化卫生设施、医院、学校、商场、酒店、交通设施、政府机关、重要公共建筑等 2.1级模型建模要求——需精细建模，外形、纹理与实际建筑相同，建筑细部（如：屋顶结构，建筑转折面，建筑与地面交界的铺地、台阶、柱子、出入口等），以及建筑的附属元素（门厅、大门、围墙、花坛等）需做出； 3.1级模型应与照片保持一致，丰富其外观细节，应避免整个墙面一张贴图，损失了模型的立体效果；需注意接地处理，例如玻璃不可直接戳在地上；该有的台阶、围墙（含栅栏、大门）、花坛必须做出；建筑的体量应与照片一致； 4.面数限制——1级模型控制在1000~2000个面。 5.一级精度建筑结构>=0.3米需要用模型表现出其结构，<0.3米可用贴图表现其结构。（一级精度建筑楼梯或台阶<0.3米时都需要用模型表现其结构。） 2)二级精度建筑 1.哪些建筑需要按2级精度建模——道路沿路建筑、历史文化保护区以及其它不属于 1级精度的市（区）行政、金融、商贸、文化、科技、展览、娱乐中心等建筑，成串的骑楼建筑需以2级精度建模； 2.2级模型建模要求——纹理与实际建筑相同，可删除模型和地面相交长宽小于3米的碎小模型，可减少模型附属元素（如：花坛、基座、柱子段数等）；

三维随机分形地形生成

原文：http://www.gam https://www.360docs.net/doc/5b11950185.html,/fractal.html 目录说明：本页所有图像均经过优化以减小尺寸，所以与实际图像会有细微差别。 1.第一部分：生成随机分形地形 1.介绍 2.自相似 3.一维中点变换 4.高度图 5.Diamond-Square 算法 6.蓝天白云 7.其它算法 2.第二部分关于例子源码 1.安装

2.快速起步 3.使用程序 4.代码结构 5.下载源码[Visual C++工程，使用SGI实现的OpenGL]（单击标题下载） 6.参考终于找到这个SGI OpenGl地址了： https://www.360docs.net/doc/5b11950185.html,/tools/ocx/ocx_image/opengl2.exe 介绍十年前，我参加1986 年SIGGRAPH 活动，Gavin S. P. Miller 那篇题为Definition and Rendering of Terrain Maps 的论文让我充满敬畏。该文描述了少数生成分形地形的算法，作者还介绍了一个他们认为更先进的新方法。开始我被这些算法能够生成难以置信的风景图所震惊！（尽管这些算法被作者认为“漏洞百出”）后来，读过论文，这些算法之简单将我完全打败了。我从此成为一个分形地形迷。算法背后的数学可能相当复杂。然而，完全理解这些数学并不是掌握这些算法的必要条件。很好，否则我得在解释算法之前讲解所有的数，也许永远也讲不到算法。此外，关于分形数学的文字材料数以吨计，参见本文本的参考部分会有所帮助。同样的原因，我不会深入到数学细节，也不包括对分形的广泛总览及它们可被用来做的每样东西。相反，我将描述分形地形生成背后的概念，并集中仔细讲解我个人最喜欢的”diamond-square”

12000数字数地形图与数字数高程模型项目设计书.doc

1:2000 数字地形图及数字高程模型项目设计书 1概述 1.1 任务来源及内容 ********** 中交远洲交通科技有限公司设的委托完成** 高速公路张家口段、保定段测绘工程。项目包括：航空摄影，基础控制点埋设，基础控制测量，像片控制测量，像片调绘， 1:2000 数字化地形图及数字高程模型测制。张家口段、保定段正线148.5Km；比较线共41.8Km。正线和比较线数字化地形图及数字高程模型测制范围为设计线路中心线两侧各400m；互通立交桥测制范围2Km× 2Km。 1.2 测区自然地理概况测区为山区和丘陵区，沟壑、河渠众多，地形复杂。测区最高处1559 米，最低处 40 米，高差达到1519 米。测区内桑干河、拒马河穿过。路线起于涿鹿县单家堡西南，与在建的京化高速公路连接，途经涿鹿、房山、涞水、涿州四县，止于涿州市榆林村西北接在建的张石三期高速公路，路线位于东经115°16′～ 115 °50′和北纬 39°24′～ 40°25′。测区内大秦铁路、沙蔚铁路、京原铁路、国道 109、国道 108、宝平公路穿过。 2基本技术要求 2.1 作业依据本次作业执行以下规范和设计： (1)《 1:500 1:1000 1:2000 地形图航空摄影规范》（GB6962-86） (2)《公路勘测规范》（ JTG C10-2007） (3)《公路勘测细则》（ JTG/T C10-2007）

(4) 《 1:500 1:1000 1:2000地形式》（GB/T7929-1995）称《地形式》 (5)《 1:500 1:1000 1:2000 地形要素分与代》（ GB14804-93） (6)本技本技是依据工程所需和地形限制所写，当上述范与本技矛盾，以本技准。 2.2 测图规格及精度 (1)平面坐系采用抵高程面上的高斯正形投影任意平面直角坐系。保区内投影度形不大于 2.5cm/km，全共划分五个独立平面坐系，具体划分如下：第一坐系中央子午 115°26′，位于 K98 , 于路 K0-K17， K63-K76 段，投影面高程 650m，坐形最大 23.2mm/km；第二坐系中央子午 115°26′，位于 K98 , 于路 K17-k34， K55-K63 段，投影面高程 850m，坐形最大24.7mm/km；第三坐系中央子午 115°26′，位于 K98 , 于路 K34-K55 段，投影面高程1100m，坐形最大 16.1mm/km；第四坐系中央子午 115°26′，位于 K98 , 于路 K76-K118 段，投影面高程 400m，坐形最大 22.0mm/km；第五坐系中央子午 115°26′，位于 K98 , 于路 K118-k150 段，投影面高程 110m，坐形最大 10.5mm/km； (2)高程系采用 1985 国家高程基准。 (3)地形的比例尺 1∶2000。基本等高距 2 米，加粗等高距 10 米。 (4)地形根据路的走向采用自由分幅，基本幅格50cm× 50cm。幅号自北向南以阿拉伯数字按序号( 字前左方向 ) ，前面冠以 ** 二字写“ ZZ-”，如： ZZ-1 、ZZ-2、ZZ-3、??。 (5)精度要求： ①三等 GPS网最弱点点位中差不超±5cm，最弱相点相中差小于1/70000 ；一最弱点点位中差不超± 5cm，最弱相点相中差小于 1/20000 。 ②三等水准量，路或合差不大于± 15 L㎜。四等光距三角高程，附和路或合差不大于±25L ㎜。 ③像片控制点（平高点）最近基控制点的平面位置中差不超地物

三维地形分析

实习（六）三维分析武汉大学资源与环境科学学院吴艳兰一、主要内容 1、对地理数据进行透视观察、三维浏览； 2、将图像作为纹理贴在地形表面； 3、利用离散三维点建立TIN，以此表达地形； 4、练习剖面图绘制等地形分析。二、学时安排：2学时三、预习内容 1、ArcScene的主要功能：进行三维显示和三维场景分析的模块； 2、GIS中数字高程模型的概念、表示、TINDEM建立方法、GridDEM内插、地形分析等相关知识。四、具体内容及操作实习数据为: Arctutor/3Danalyst 1、用ArcCatalog预览三维数据 1) 在ArcCatalog中定位到Arctutor/3Danalyst/Exercise1,点Death Valley Terrain数据（tin）,点preview,再点preview下拉箭头，选3dView. 2) 鼠标放在ArcCatalog的菜单或工具栏上，按右键，选取3d View tools ，可以对三维场景进行各种观察。 2、将图象覆盖在地表上 1) 类似ArcMap加图层的操作，在ArcScene 中添加Death Valley Terrain数据。同样可以应用3d View tools，观察场景。 2) 用工具，添加位于Arctutor/3Danalyst/Exercise1/data下的遥感影象数据dvim3.TIF。可以看到该遥感影象是平地，与三维地形没有匹配，明显地看到是两层数据。

3) 关闭地形数据，点取影象数据层，击右键，properties 中的Base Height,选取Obtain for layer from surface,如下图。按确定。 4)用工具对场景进行局部放大，可见该影象就随着地形有了起伏。 5)修改场景的高度比：点Scene layers,按右键，点Scene Properties,弹出场景的属性，将垂直夸大比vertical Exaggeration 由none改为2，观察效果。 3、建立TIN 来表达地形 1）在ArcScene中点File\Open打开Arctutor/3Danalyst/Exercise4下的BuildTIN.sxd文件。观察数据层，有道路、离散点、等高线等。